(57)【要約】【課題】空燃比の誤差が蓄積せず、しかも空燃比を一定に保つことができるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムを提供する。【解決手段】バーナ１１と、空気の流れを断続的に開放又は閉鎖する空気弁１３と、空気の流量を検出する空気センサー１６を備え、バーナ１１の着火と消火を繰り返し、バーナ１１を間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムにおいて、空気の流量を順次積算する積算手段３１と、空気積算値Ａ１を空気積算設定値Ａ０と比較する積算比較手段３２と、バーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１を測定する時計手段３４と、経過時間Ｔ１を設定時間Ｔ０と比較する時間比較手段３５と、積算比較手段３２及び時間比較手段３５において、空気積算値Ａ１が空気積算設定値Ａ０以上になると、空気弁１３を閉鎖しバーナ１１を消火させる遮断制御手段３３とを備える。【選択図】図２
2010255943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナと、前記バーナに空気を供給する空気供給管に配置され、空気の流れを断続的に開放又は閉鎖する空気弁と、前記空気供給管内の空気の流量を検出する空気センサーを備え、前記バーナの着火と消火を繰り返し、前記バーナを間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムにおいて、
前記バーナの着火後に前記空気センサーで検出された単位時間当たりの空気の流量を順次積算する積算手段と、
前記積算手段で積算された前記空気積算値を事前に設定された空気積算設定値と比較する積算比較手段と、
前記積算比較手段において、前記空気積算値が前記空気積算設定値以上になると、前記空気弁を閉鎖して前記バーナを消火させる遮断制御手段とを備えることを特徴とするパルス燃焼式バーナの燃焼制御システム。
【請求項２】
バーナと、前記バーナに空気を供給する空気供給管に配置され、空気の流れを断続的に開放又は閉鎖する空気弁と、前記空気供給管内の空気の流量を検出する空気センサーを備え、前記バーナの着火と消火を繰り返し、前記バーナを間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムにおいて、
前記バーナの着火後に前記空気センサーで検出された単位時間当たりの空気の流量を順次積算する積算手段と、
前記積算手段で積算された前記空気積算値を事前に設定された空気積算設定値と比較する積算比較手段と、
前記バーナの着火からの経過時間を測定する時計手段と、
前記時計手段で測定された前記バーナの着火からの経過時間を、前記空気積算設定値に達する設定時間と比較する時間比較手段と、
前記積算比較手段及び前記時間比較手段において、前記バーナの着火からの経過時間が前記設定時間になる前に前記空気積算値が前記空気積算設定値以上になるか、あるいは、前記バーナの着火からの経過時間が前記設定時間以上になった後に前記空気積算値が前記空気積算設定値以上になると、前記空気弁を閉鎖し前記バーナを消火させる遮断制御手段とを備えることを特徴とするパルス燃焼式バーナの燃焼制御システム。
【請求項３】
前記空気供給管に配置され、前記単位時間当たりの空気の流量を、事前に設定された単位時間当たりの設定値になるように調整する空気コントロールバルブをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システム。
【請求項４】
バーナと、前記バーナに燃料を供給する燃料供給管に配置され、燃料の流れを断続的に開放又は閉鎖する燃料弁と、前記燃料供給管内の燃料の流量を検出する燃料センサーを備え、前記バーナの着火と消火を繰り返し、前記バーナを間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムにおいて、
前記バーナの着火後に前記燃料センサーで検出された単位時間当たりの燃料の流量を順次積算する積算手段と、
前記積算手段で積算された前記燃料積算値を事前に設定された燃料積算設定値と比較する積算比較手段と、
前記積算比較手段において、前記燃料積算値が前記燃料積算設定値以上になると、前記燃料弁を閉鎖して前記バーナを消火させる遮断制御手段とを備えることを特徴とするパルス燃焼式バーナの燃焼制御システム。
【請求項５】
バーナと、前記バーナに燃料を供給する燃料供給管に配置され、燃料の流れを断続的に開放又は閉鎖する燃料弁と、前記燃料供給管内の燃料の流量を検出する燃料センサーを備え、前記バーナの着火と消火を繰り返し、前記バーナを間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムにおいて、
前記バーナの着火後に前記燃料センサーで検出された単位時間当たりの燃料の流量を順次積算する積算手段と、
前記積算手段で積算された前記燃料積算値を事前に設定された燃料積算設定値と比較する積算比較手段と、
前記バーナの着火からの経過時間を測定する時計手段と、
前記時計手段で測定された前記バーナの着火からの経過時間を、前記燃料積算設定値に達する設定時間と比較する時間比較手段と、
前記積算比較手段及び前記時間比較手段において、前記バーナの着火からの経過時間が前記設定時間になる前に前記燃料積算値が前記燃料積算設定値以上になるか、あるいは、前記バーナの着火からの経過時間が前記設定時間以上になった後に前記燃料積算値が前記燃料積算設定値以上になると、前記燃料弁を閉鎖し前記バーナを消火させる遮断制御手段とを備えることを特徴とするパルス燃焼式バーナの燃焼制御システム。
【請求項６】
前記燃料供給管に配置され、前記単位時間当たりの燃料の流量を、事前に設定された単位時間当たりの設定値になるように調整する燃料コントロールバルブをさらに備えることを特徴とする請求項４又は５に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着火と消火を繰り返し、バーナを間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般工業炉において、図９に示すような、バーナ１１を間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナが広く使用されている。このようなバーナ１１は、バーナ１１に空気を供給する空気供給管１２に配置された空気弁１３や、燃料を供給する燃料供給管１４に配置された燃料弁１５を、制御部１８が時間制御にて開閉することで、着火と消火を繰り返す。
このようにパルス燃焼することで、より一般的な連続的に燃焼させるバーナに比べ、高い燃焼効率が得られる。また、排気ガス中の有害成分を少なくできるという利点もある。
【０００３】
しかし、図１０に示すように、空気弁１３や燃料弁１５を開放した直後は、空気センサー１６及び燃料センサー１７で検出された空気及び燃料の流量は、いずれも設定された単位時間当たりの流量よりも不足している（いわゆる、応答遅れ）。また、それから一定時間が経過すると、実際の流量は設定流量を一旦超過した後、引き返すように設定流量に近づく（いわゆる、オーバーシュート）。そして、応答遅れによる不足分とオーバーシュートした超過分が打ち消し合うとみなして、設定時間となったときに空気弁１３及び燃料弁１５を閉鎖する。
このような空気弁１３及び燃料弁１５の制御では、設定した値と現実に供給された流量との誤差が大きくなる。加えて図１１に示すように、パルス燃焼式バーナは設定流量と現実に供給された流量の誤差が生じ易い、空気弁１３及び燃料弁１５の開放を何度も繰り返すので、その誤差が蓄積されてしまう。
【０００４】
しかも、空気弁１３や燃料弁１５の開放の度に、いつも同じように応答遅れやオーバーシュートが起きるわけではないので、より空燃比が乱れ易い。その結果、燃焼効率が下がり、また排気ガス中の一酸化炭素等の有害成分が増えるので、生産性及び環境性において好ましくない。
【０００５】
そこで、図１２に示すような燃焼制御システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５１−１２８７３１号公報
【０００７】
特許文献１に記載の発明は、温度計１９で空気の温度を検出し、その温度に応じて燃料の供給圧調整弁２０の開度を設定するものである。
これにより、空気が昇温して膨張した場合でも、その膨張した空気の流量に、燃料の流量を合わせて空燃比を一定に保つものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の発明によると、空気の温度変化に対する燃料の供給圧調整弁２０の弁開度特性と、実際の燃料供給圧の変化とは誤差があるので、これのみで空燃比を一定に保つことは難しい。
【０００９】
そこで、本発明の目的とするところは、空燃比の誤差が蓄積せず、しかも空燃比を一定に保つことができるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムは、バーナ（１１）と、前記バーナ（１１）に空気を供給する空気供給管（１２）に配置され、空気の流れを断続的に開放又は閉鎖する空気弁（１３）と、前記空気供給管（１２）内の空気の流量を検出する空気センサー（１６）を備え、前記バーナ（１１）の着火と消火を繰り返し、前記バーナ（１１）を間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムにおいて、前記バーナ（１１）の着火後に前記空気センサー（１６）で検出された単位時間当たりの空気の流量を順次積算する積算手段（３１）と、前記積算手段（３１）で積算された前記空気積算値（Ａ１）を事前に設定された空気積算設定値（Ａ０）と比較する積算比較手段（３２）と、前記積算比較手段（３２）において、前記空気積算値（Ａ１）が前記空気積算設定値（Ａ０）以上になると、前記空気弁（１３）を閉鎖して前記バーナ（１１）を消火させる遮断制御手段（３３）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムは、バーナ（１１）と、前記バーナ（１１）に空気を供給する空気供給管（１２）に配置され、空気の流れを断続的に開放又は閉鎖する空気弁（１３）と、前記空気供給管（１２）内の空気の流量を検出する空気センサー（１６）を備え、前記バーナ（１１）の着火と消火を繰り返し、前記バーナ（１１）を間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムにおいて、前記バーナ（１１）の着火後に前記空気センサー（１６）で検出された単位時間当たりの空気の流量を順次積算する積算手段（３１）と、前記積算手段（３１）で積算された前記空気積算値（Ａ１）を事前に設定された空気積算設定値（Ａ０）と比較する積算比較手段（３２）と、前記バーナ（１１）の着火からの経過時間（Ｔ１）を測定する時計手段（３４）と、前記時計手段（３４）で測定された前記バーナ（１１）の着火からの経過時間（Ｔ１）を、前記空気積算設定値（Ａ０）に達する設定時間（Ｔ０）と比較する時間比較手段（３５）と、前記積算比較手段（３２）及び前記時間比較手段（３５）において、前記バーナ（１１）の着火からの経過時間（Ｔ１）が前記設定時間（Ｔ０）になる前に前記空気積算値（Ａ１）が前記空気積算設定値（Ａ０）以上になるか、あるいは、前記バーナ（１１）の着火からの経過時間（Ｔ１）が前記設定時間（Ｔ０）以上になった後に前記空気積算値（Ａ１）が前記空気積算設定値（Ａ０）以上になると、前記空気弁（１３）を閉鎖し前記バーナ（１１）を消火させる遮断制御手段（３３）とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムは、前記空気供給管（１２）に配置され、前記単位時間当たりの空気の流量を、事前に設定された単位時間当たりの設定値になるように調整する空気コントロールバルブ（３７）をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムは、バーナ（１１）と、前記バーナ（１１）に燃料を供給する燃料供給管（１４）に配置され、燃料の流れを断続的に開放又は閉鎖する燃料弁（１５）と、前記燃料供給管（１４）内の燃料の流量を検出する燃料センサー（１７）を備え、前記バーナ（１１）の着火と消火を繰り返し、前記バーナ（１１）を間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムにおいて、前記バーナ（１１）の着火後に前記燃料センサー（１７）で検出された単位時間当たりの燃料の流量を順次積算する積算手段（３１）と、前記積算手段（３１）で積算された前記燃料積算値（Ｇ１）を事前に設定された燃料積算設定値（Ｇ０）と比較する積算比較手段（３２）と、前記積算比較手段（３２）において、前記燃料積算値（Ｇ１）が前記燃料積算設定値（Ｇ０）以上になると、前記燃料弁（１５）を閉鎖して前記バーナ（１１）を消火させる遮断制御手段（３３）とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムは、バーナ（１１）と、前記バーナ（１１）に燃料を供給する燃料供給管（１４）に配置され、燃料の流れを断続的に開放又は閉鎖する燃料弁（１５）と、前記燃料供給管（１４）内の燃料の流量を検出する燃料センサー（１７）を備え、前記バーナ（１１）の着火と消火を繰り返し、前記バーナ（１１）を間欠的に燃焼させるパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムにおいて、前記バーナ（１１）の着火後に前記燃料センサー（１７）で検出された単位時間当たりの燃料の流量を順次積算する積算手段（３１）と、前記積算手段（３１）で積算された前記燃料積算値（Ｇ１）を事前に設定された燃料積算設定値（Ｇ０）と比較する積算比較手段（３２）と、前記バーナ（１１）の着火からの経過時間（Ｔ１）を測定する時計手段（３４）と、前記時計手段（３４）で測定された前記バーナ（１１）の着火からの経過時間（Ｔ１）を、前記燃料積算設定値（Ｇ０）に達する設定時間（Ｔ０）と比較する時間比較手段（３５）と、前記積算比較手段（３２）及び前記時間比較手段（３５）において、前記バーナ（１１）の着火からの経過時間（Ｔ１）が前記設定時間（Ｔ０）になる前に前記燃料積算値（Ｇ１）が前記燃料積算設定値（Ｇ０）以上になるか、あるいは、前記バーナ（１１）の着火からの経過時間（Ｔ１）が前記設定時間（Ｔ０）以上になった後に前記燃料積算値（Ｇ１）が前記燃料積算設定値（Ｇ０）以上になると、前記燃料弁（１５）を閉鎖し前記バーナ（１１）を消火させる遮断制御手段（３３）とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムは、前記燃料供給管（１４）に配置され、前記単位時間当たりの燃料の流量を、事前に設定された単位時間当たりの設定値になるように調整する燃料コントロールバルブ（３８）をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
ここで、上記括弧内の記号は、図面および後述する発明を実施するための形態に掲載された対応要素または対応事項を示す。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムによれば、バーナの着火後に空気センサーで検出された単位時間当たりの空気の流量を順次積算し、その空気積算値を空気積算設定値と比較するとともに、空気積算値が空気積算設定値以上になると、空気弁を閉鎖してバーナを消火させるので、空気の過不足が発生しない。つまり、実際にバーナに供給された空気の流量によって空気弁の制御を行うので、単位時間当たりの空気の流量が乱れても、一回のパルス燃焼における空気の総量の過不足は生じず、空燃比を一定に保つことができる。よって、燃焼効率がよくなり、排気ガス中の有害成分の発生を抑えることができる。
また、空気弁の開放と閉鎖を繰り返すパルス燃焼式バーナにおいて、燃焼の１サイクル毎に空気の流量を制御するので、空気弁の制御の効果が高い。すなわち、連続的に燃焼するバーナにおいては、制御する対象である空気弁の閉鎖の頻度は極めて低いので制御の効果が低いが、パルス式バーナにおいては、空気弁の閉鎖は頻繁に行われるので、空気弁の制御の効果が高い。
【００１８】
また、請求項２に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムによれば、バーナの着火後に空気センサーで検出された単位時間当たりの空気の流量を順次積算した後、その空気積算値を空気積算設定値と比較し、バーナの着火からの経過時間を、空気積算設定値に達する設定時間と比較するとともに、バーナの着火からの経過時間が設定時間になる前に空気積算値が空気積算設定値以上になるか、あるいは、バーナの着火からの経過時間が設定時間以上になった後に空気積算値が空気積算設定値以上になると、空気弁を閉鎖しバーナを消火させるので、単位時間当たりの空気の流量が乱れても、一回のパルス燃焼における空気の総量の過不足は生じず、空燃比を一定に保つことができる。
【００１９】
また、請求項３に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムによれば、請求項１又は２に記載の発明の作用効果に加え、空気供給管に配置され、単位時間当たりの空気の流量を、事前に設定された単位時間当たりの設定値になるように調整する空気コントロールバルブをさらに備えるので、空気積算値が空気積算設定値と等しくなる時間を、設定時間に近づけることができる。よって、より安定して空燃比を一定に保つことができる。
【００２０】
また、請求項４に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムによれば、バーナの着火後に燃料センサーで検出された単位時間当たりの燃料の流量を順次積算し、その燃料積算値を燃料積算設定値と比較するとともに、燃料積算値が燃料積算設定値以上になると、燃料弁を閉鎖してバーナを消火させるので、燃料の過不足が発生しない。つまり、実際にバーナに供給された燃料の流量によって燃料弁の制御を行うので、単位時間当たりの燃料の流量が乱れても、一回のパルス燃焼における燃料の総量の過不足は生じず、空燃比を一定に保つことができる。よって、燃焼効率がよくなり、排気ガス中の有害成分の発生を抑えることができる。
また、燃料弁の開放と閉鎖を繰り返すパルス燃焼式バーナにおいて、燃焼の１サイクル毎に燃料の流量を制御するので、燃料弁の制御の効果が高い。すなわち、連続的に燃焼するバーナにおいては、制御する対象である燃料弁の閉鎖の頻度は極めて低いので制御の効果が低いが、パルス式バーナにおいては、燃料弁の閉鎖は頻繁に行われるので、燃料弁の制御の効果が高い。
【００２１】
また、請求項５に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムによれば、バーナの着火後に燃料センサーで検出された単位時間当たりの燃料の流量を順次積算した後、その燃料積算値を燃料積算設定値と比較し、バーナの着火からの経過時間を、燃料積算設定値に達する設定時間と比較するとともに、バーナの着火からの経過時間が設定時間になる前に燃料積算値が燃料積算設定値以上になるか、あるいは、バーナの着火からの経過時間が設定時間以上になった後に燃料積算値が燃料積算設定値以上になると、燃料弁を閉鎖しバーナを消火させるので、単位時間当たりの燃料の流量が乱れても、一回のパルス燃焼における燃料の総量の過不足は生じず、空燃比を一定に保つことができる。
【００２２】
また、請求項６に記載のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムによれば、請求項４又は５に記載の発明の作用効果に加え、燃料供給管に配置され、単位時間当たりの燃料の流量を、事前に設定された単位時間当たりの設定値になるように調整する燃料コントロールバルブをさらに備えるので、燃料積算値が燃料積算設定値と等しくなる時間を、設定時間に近づけることができる。よって、より安定して空燃比を一定に保つことができる。
【００２３】
なお、本発明のパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムのように、バーナの着火後に空気センサーで検出された空気の流量を積算して、それが空気積算設定値以上となるときに空気弁を閉鎖してバーナを消火させる点は、上述した特許文献１には全く記載されていない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムを示す概要図である。
【図２】本発明の実施形態に係るパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムの電気構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る空気弁の開閉制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る時間ごとの空気の流量を示す図であり、（ａ）は流量が設定値よりも多い場合を、（ｂ）は流量が設定値よりも少ない場合を示す。
【図５】本発明の実施形態に係る燃料弁の開閉制御を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る時間ごとの燃料の流量を示す図であり、（ａ）は流量が設定値よりも多い場合を、（ｂ）は流量が設定値よりも少ない場合を示す。
【図７】本発明の他の実施形態に係る空気弁の開閉制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態に係る燃料弁の開閉制御を示すフローチャートである。
【図９】従来例に係るパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムを示す概要図である。
【図１０】従来例の時間ごとの空気及び燃料の流量を示す図である。
【図１１】従来例の断続的な弁の開閉による空気及び燃料の流量を示す図である。
【図１２】別の従来例に係るパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムを示す概要図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る空気の設定流量の補正を示す図であり、（ａ）は設定流量を下げる場合を、（ｂ）は設定流量を上げる場合を示す。
【図１４】本発明の実施形態に係る燃料の設定流量の補正を示す図であり、（ａ）は設定流量を下げる場合を、（ｂ）は設定流量を上げる場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係るパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムを説明する。これは、空燃比が一定となるように空気弁１３及び燃料弁１５の開閉を制御してバーナ１１を消火するシステムに関する。
【００２６】
バーナ１１では、空気ボンベ（図示しない）から空気供給管１２を通じて供給される空気と、燃料ボンベ（図示しない）から燃料供給管１４を通じて供給される燃料との混合気体に着火される。空気弁１３や燃料弁１５が開放と閉鎖を繰り返すことで、バーナ１１は着火と消火を繰り返し、パルス燃焼と呼ばれる間欠的な燃焼を行う。
【００２７】
空気弁１３は、空気供給管１２の下流側（バーナ１１側）に配置され、空気の流れを断続的に開放又は閉鎖する。これは遮断制御部３３の指示に基づき、自動的に弁の１００％開放か、０％開放（つまり閉鎖）のみが可能なもので、例えば単位時間当たりの空気の流量を半分にするという制御を行うものではない。
【００２８】
燃料弁１５は、燃料供給管１４の下流側（バーナ１１側）に配置され、燃料の流れを断続的に開放又は閉鎖する。これも、遮断制御部３３の指示に基づき、自動的に弁の１００％開放か、０％開放（つまり閉鎖）のみが可能なもので、例えば単位時間当たりの空気の流量を半分にするという制御を行うものではない。
【００２９】
空気センサー１６は、空気供給管１２における空気弁１３の上流に配置され、空気供給管１２内の単位時間当たりの空気の流量を常時検出する。
【００３０】
燃料センサー１７は、燃料供給管１４における燃料弁１５の上流に配置され、燃料供給管１４内の単位時間当たりの燃料の流量を常時検出する。
【００３１】
制御部１００は、積算部３１や遮断制御部３３等のシステムの構成要素から信号を送受信し、システム全体を制御するＣＰＵからなる。
【００３２】
積算部３１は、バーナ１１の着火後に空気センサー１６で検出された単位時間当たりの空気の流量を、順次積算する機能を有する。また、空気の流量とは独立して、バーナ１１の着火後に燃料センサー１７で検出された単位時間当たりの燃料の流量も、順次積算する。
【００３３】
積算比較部３２は、積算部３１で積算された空気積算値Ａ１を読み取り、空気積算値Ａ１を事前に設定された空気積算設定値Ａ０と比較する。また、燃料積算値Ｇ１を燃料積算設定値Ｇ０と比較する。
【００３４】
遮断制御部３３は、積算比較部３２において、空気積算値Ａ１が空気積算設定値Ａ０以上になると、空気弁１３に閉鎖するように指示を出してバーナ１１を消火させる。また、燃料積算値Ｇ１が燃料積算設定値Ｇ０以上になったときも、燃料弁１５に閉鎖するように指示を出す。
【００３５】
時計３４は、バーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１を測定する。ここでは制御部１００とは別の構成要素としたが、制御部１００の内部タイマを利用してもよい。
【００３６】
時間比較部３５は、時計３４で測定されたバーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１を、空気積算設定値Ａ０及び燃料積算設定値Ｇ０に達する設定時間Ｔ０と比較する。
【００３７】
空気コントロールバルブ３７は、空気供給管１２における空気センサー１６の上流に配置される。これは、バルブの開度を調整することで、単位時間当たりの空気の流量が事前に設定された単位時間当たりの設定値になるようにするものである。この調整は、流量制御部３６の指示に基づき、自動で行うことができる。また、空気コントロールバルブ３７は空気弁１３とは異なり、開度を無段階で調整できる。
【００３８】
また、燃料コントロールバルブ３８は、燃料供給管１４における燃料センサー１７の上流に配置され、開度を無段階で調整して単位時間当たりの燃料の流量が事前に設定された単位時間当たりの設定値になるようにする。空気コントロールバルブ３７と同様に、流量制御部３６の指示で開度を無段階で調整できるものである。
【００３９】
流量制御部３６は、空気コントロールバルブ３７及び燃料コントロールバルブ３８を制御して、空気及び燃料の流量を調整する。
【００４０】
ＲＡＭ３９は、キーボード４１によって入力された空気積算設定値Ａ０や、燃料積算設定値Ｇ０、それら設定値Ａ０，Ｇ０に達する設定時間Ｔ０、単位時間当たりの流量の設定値、等を記憶する。
ここで、空気と燃料は１対１の割合で燃焼するわけではないので、通常、空気積算設定値Ａ０と燃料積算設定値Ｇ０とは異なる値となる。しかし、空気と燃料がそれぞれ同時に空気積算設定値Ａ０及び燃料積算設定値Ｇ０に達するように、それぞれの単位時間当たりの流量は設定される。
ＲＯＭ４０は、本実施形態に係るシステム全体を制御する制御プログラムを記憶する。
【００４１】
次に、図３に示すフローチャートを参照して、本発明の実施形態に係るパルス燃焼式バーナの燃焼制御方法のうち、特に空気弁１３の開閉制御（ステップＳ（以下、「Ｓ」という語を省略する）１）について説明する。
まず、制御部１００は、遮断制御部３３に空気弁１３開放の指示を出し、空気弁１３を開放させる（Ｓ１０１）。
【００４２】
次に、着火装置４２からの信号を読み取り、バーナ１１が着火したか否かを判断する（Ｓ１０２）。
【００４３】
このとき、バーナ１１が着火していれば、流量制御部３６を通じて、単位時間当たりの空気の流量が、事前に設定された単位時間当たりの設定値になるように、空気コントロールバルブ３７に指示を出す（Ｓ１０３）。
これは、単位時間当たりの設定流量を得ることができるだけの開度で空気コントロールバルブ３７を開放しても、応答遅れやオーバーシュートが生じ、設定通りの流量が得られるものではないので、実際に流れる単位時間当たりの流量を設定値に近づけるように空気コントロールバルブ３７の開度を調整するものである。
【００４４】
次に空気センサー１６によって検出された単位時間当たりの空気の流量を読み取り、読み取った空気の流量を積算部３１に積算させる（Ｓ１０４）。
【００４５】
次に、バーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１を読み取って、時間比較部３５に、空気積算量が空気積算設定値Ａ０に達する設定時間Ｔ０と比較させる（Ｓ１０５）。
【００４６】
バーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１が設定時間Ｔ０未満である場合、空気積算値Ａ１を空気積算設定値Ａ０と比較させる（Ｓ１０６）。このとき、着火直後のように空気積算値Ａ１が空気積算設定値Ａ０未満の場合には、Ｓ１０３に戻る。すなわち、空気弁１３を開放したまま、流量の積算を続ける。
ここで、図４（ａ）に示すように単位時間当たりの空気流量の設定値よりも実際の単位時間当たりの流量が多く、Ｓ１０６において設定時間Ｔ０になる前に空気積算値Ａ１が空気積算設定値Ａ０以上になったときは、設定時間Ｔ０経過前であっても遮断制御部３３に空気弁１３の遮断の指示を出し、空気弁１３を遮断する（Ｓ１０７）。
【００４７】
ここで、図１３（ａ）に示すように、空気コントロールバルブ３７の開度の再設定を行い、空気の設定流量を所定値だけ下げる補正を行う（Ｓ１０７１）。これは、空気積算値Ａ１が空気積算設定値Ａ０と等しくなる空気弁１３の閉鎖時が、設定時間Ｔ０に近いことが好ましいからである。このような補正をすることにより、次回の燃焼においては二重鎖線で示す曲線のように空気の流量が減るので、空気弁１３の閉鎖時が遅くなって設定時間Ｔ０に近づく。
【００４８】
次に、時計３４での経過時間Ｔ１と、積算部３１での空気積算値Ａ１をゼロにリセットし（Ｓ１０８）、空気弁１３開閉制御の１サイクルは終了する。
【００４９】
一方、Ｓ１０５においてバーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１が設定時間Ｔ０以上になっている場合、空気積算値Ａ１を空気積算設定値Ａ０と比較させる（Ｓ１０９）。このとき、図４（ｂ）に示すように、単位時間当たりの空気流量の設定値よりも、実際の単位時間当たりの流量が少なく、設定時間Ｔ０になっても空気積算値Ａ１が空気積算設定値Ａ０に達していない場合には、空気コントロールバルブ３７の開放度を少し増加させる空気補正用のバルブ開閉制御を行い（Ｓ１１２）、空気弁１３を開放したまま流量の積算を続ける（Ｓ１０４）。積算を続けた結果、Ｓ１０９で空気積算値Ａ１が空気積算設定値Ａ０以上となったとき、遮断制御部３３に空気弁１３の遮断の指示を出し、空気弁１３を遮断する（Ｓ１１０）。
【００５０】
次に、図１３（ｂ）に示すように、空気コントロールバルブ３７の開度の再設定を行い、空気の設定流量を所定値だけ上げる補正を行う（Ｓ１１０１）。よって、次回の燃焼では空気の流量が二重鎖線の曲線のように増えるので、空気弁１３の閉鎖時が早くなって設定時間Ｔ０に近づく。
【００５１】
最後に、時計３４での経過時間Ｔ１と、積算部３１での空気積算値Ａ１をゼロにリセットし（Ｓ１１１）、空気弁１３開閉制御の１サイクルは終了する。
【００５２】
つまり、上記に示した制御を行うと、図４（ａ）、図４（ｂ）いずれの場合であっても、二点鎖線の長方形の面積（空気積算設定値Ａ０）と実線の曲線で囲まれた面積（空気積算値Ａ１）は略等しくなる。
【００５３】
また、この空気弁１３の開閉制御と同時に、図５のフローチャートに示す燃料弁１５の開閉制御（Ｓ２）を行う。
この制御は、制御する対象を空気から燃料に変更し、空気とは独立して燃料を制御するものである。つまり、図５のフローチャートは、図３のフローチャートに記載の空気を燃料と読み替えただけのものである。
【００５４】
まず、図３の空気弁１３の開放（Ｓ１０１）と同時に燃料弁１５も開放する（Ｓ２０１）。
【００５５】
着火があれば（Ｓ２０２）、単位時間当たりの燃料の流量が事前に設定された単位時間当たりの設定値になるように、制御部１００は、燃料コントロールバルブ３８を調整する（Ｓ２０３）。
次に、燃料センサー１７によって検出された単位時間当たりの燃料の流量を読み取り、読み取った燃料の流量を空気とは独立して積算部３１に積算させる（Ｓ２０４）。
【００５６】
バーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１を読み取って、時間比較部３５に、燃料積算値Ｇ１が燃料積算設定値Ｇ０に達する設定時間Ｔ０と比較させ（Ｓ２０５）、バーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１が設定時間Ｔ０未満である場合、燃料積算値Ｇ１を燃料積算設定値Ｇ０と比較させる（Ｓ２０６）。燃料積算値Ｇ１が燃料積算設定値Ｇ０未満の場合には、Ｓ２０３に戻る。
【００５７】
ここで、図６（ａ）のようにＳ２０６において設定時間Ｔ０になる前に燃料積算値Ｇ１が燃料積算設定値Ｇ０以上になったときは、設定時間Ｔ０経過前であっても遮断制御部３３に燃料弁１５の遮断の指示を出し、燃料弁１５を遮断する（Ｓ２０７）。
【００５８】
次に、図１４（ａ）に示すように、燃料コントロールバルブ３８の開度の再設定を行い、燃料の設定流量を所定値だけ下げる補正を行う（Ｓ２０７１）。よって、次回の燃焼においては二重鎖線で示す曲線のように燃料の流量が減るので、燃料弁１５の閉鎖時が遅くなって設定時間Ｔ０に近づく。
【００５９】
次に、時計３４での経過時間Ｔ１と、積算部３１での燃料積算値Ｇ１をゼロにリセットし（Ｓ２０８）、燃料弁１５開閉制御の１サイクルは終了する。
【００６０】
一方、Ｓ２０５においてバーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１が設定時間Ｔ０以上になっている場合、燃料積算値Ｇ１を燃料積算設定値Ｇ０と比較させる（Ｓ２０９）。このとき、図６（ｂ）に示すように、単位時間当たりの燃料流量の設定値よりも、実際の単位時間当たりの流量が少なく、設定時間になっても燃料積算設定値Ｇ０に達していない場合には、燃料コントロールバルブ３８の開放度を少し増加させる燃料補正用のバルブ開閉制御を行い（Ｓ２１２）、燃料弁１５を開放したまま流量の積算を続ける（Ｓ２０４）。積算を続けた結果、Ｓ２０９で積算値が燃料積算設定値Ｇ０以上となったとき、遮断制御部３３に燃料弁１５の遮断の指示を出し、燃料弁１５を遮断する（Ｓ２１０）。
【００６１】
次に、図１４（ｂ）に示すように、空気の設定流量を所定値だけ上げる補正を行う（Ｓ２１０１）。よって、次回の燃焼では空気の流量が二重鎖線の曲線のように増えるので、燃料弁１５の閉鎖時が早くなって設定時間Ｔ０に近づく。
【００６２】
最後に、時計３４での経過時間と、積算部３１での燃料積算値Ｇ１をゼロにリセットし（Ｓ２１１）、燃料弁１５開閉制御の１サイクルは終了する。
【００６３】
以上のように構成されたパルス燃焼式バーナの燃焼制御システムによれば、バーナ１１の着火後に空気センサー１６で検出された単位時間当たりの空気及び燃料の流量を順次積算した後、積算された空気積算値Ａ１及び燃料積算値Ｇ１を事前に設定された空気積算設定値Ａ０及び燃料積算設定値Ｇ０と比較し、バーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１が設定時間Ｔ０になる前に空気及び燃料積算値Ｇ１がそれぞれの積算設定値Ａ０，Ｇ０以上になるか、あるいは、バーナ１１の着火からの経過時間Ｔ１が設定時間Ｔ０以上になった後に空気及び燃料積算値Ｇ１がそれぞれの積算設定値Ａ０，Ｇ０以上になると、空気弁１３及び燃料弁１５を閉鎖しバーナ１１を消火させるので、単位時間当たりの空気及び燃料の流量が乱れても、一回のパルス燃焼における空気及び燃料の総量の過不足は生じず、空燃比を一定に保つことができる。よって、燃焼効率がよくなり、排気ガス中の有害成分の発生を抑えることができる。
【００６４】
また、空気弁１３及び燃料弁１５の開放と閉鎖を繰り返すパルス燃焼式バーナにおいて、上記のような空気弁１３及び燃料弁１５の制御を行うので、空気弁１３及び燃料弁１５の制御の効果が高い。
すなわち、連続的に燃焼するバーナにおいては、制御する対象である空気弁１３及び燃料弁１５の閉鎖の頻度は極めて低いのでこれらの制御を用いても効果が低いが、パルス式バーナ１１においては空気弁１３及び燃料弁１５の閉鎖は頻繁に行われるので、空気弁１３及び燃料弁１５の制御の効果が高い。
【００６５】
また、空気コントロールバルブ３７と燃料コントロールバルブ３８を備えるので、空気積算値Ａ１が空気積算設定値Ａ０と等しくなる時間、及び燃料積算値Ｇ１が燃料積算設定値Ｇ０と等しくなる時間を設定時間Ｔ０に近づけることができる。よって、より安定して空燃比を一定に保つことができる。
【００６６】
なお、本実施形態において積算値Ａ１，Ｇ１と積算設定値Ａ０，Ｇ０との比較による空気弁１３と燃料弁１５の制御を行ったが、これに限られるものではなく、どちらか一方のみの比較制御であってもよい。すなわち、積算値の比較制御が行われない弁は、従来のように設定時間Ｔ０になると閉鎖する制御のみを行ってもよい。
また、空気及び燃料の設定流量を変更する補正において、所定値だけ上げる又は下げる処理を行ったが、これに限られるものではなく、設定時間Ｔ０と実際に空気弁１３又は燃料弁１５を閉鎖した経過時間Ｔ１とから、補正後の設定流量を制御部１００等で算出して決定してもよい。このように算出すると、早い段階で空気弁１３や燃料弁１５の閉鎖時が設定時間Ｔ０に近づくので、より理想的な燃焼となる。
【００６７】
また、経過時間Ｔ１が設定時間Ｔ０を超えているか否かの判断を行っているが、この判断を行わなくてもよい。すなわち、図７及び図８のフローチャートに示すように、単に積算（Ｓ３０４，Ｓ４０４）の後、空気積算値Ａ１及び燃料積算値Ｇ１とそれぞれの積算設定値Ａ０，Ｇ０とを比較するだけでも、目的を達成し得る。つまり、図７は図３のＳ１０５（時間の比較）とＳ１１２（空気補正用のバルブ開閉制御）を除いたことだけが、また図８は図５のＳ２０５（時間の比較）とＳ２１２（燃料補正用のバルブ開閉制御）を除いたことだけが、それぞれ図３及び図５とは異なっている。
このとき、時間の比較を行わないので、時計３４と時間比較部３５はなくてもよい。
【００６８】
また、空気コントロールバルブ３７と燃料コントロールバルブ３８を用いるとしたが、これに限られるものではなく、いずれか一方もしくはいずれも用いなくてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１１      バーナ
１２      空気供給管
１３      空気弁
１４      燃料供給管
１５      燃料弁
１６      空気センサー
１７      燃料センサー
１８      制御部
１９      温度計
２０      供給圧調整弁
３１      積算部（積算手段）
３２      積算比較部（積算比較手段）
３３      遮断制御部（遮断制御手段）
３４      時計（時計手段）
３５      時間比較部（時間比較手段）
３６      流量制御部
３７      空気コントロールバルブ
３８      燃料コントロールバルブ
３９      ＲＡＭ
４０      ＲＯＭ
４１      キーボード
４２      着火装置
１００      制御部
Ａ０    空気積算設定値
Ａ１    空気積算値
Ｇ０    燃料積算設定値
Ｇ１    燃料積算値
Ｔ０    設定時間
Ｔ１    経過時間
【図１】
2010255943.tif 000003
【図２】
2010255943.tif 000004
【図３】
2010255943.tif 000005
【図４】
2010255943.tif 000006
【図５】
2010255943.tif 000007
【図６】
2010255943.tif 000008
【図７】
2010255943.tif 000009
【図８】
2010255943.tif 000010
【図９】
2010255943.tif 000011
【図１０】
2010255943.tif 000012
【図１１】
2010255943.tif 000013
【図１２】
2010255943.tif 000014
【図１３】
2010255943.tif 000015
【図１４】
2010255943.tif 000016